Mikrorissstabilität und Temperaturwechselbeständigkeit Al2O3-reicher Werkstoffe mit ZrO2-, TiO2- und/oder SiO2-Dotierungen für feuerfeste Anwendungen

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Inhalt des Projektes ist die Entwicklung neuer Al2O3-reicher Feuerfestwerkstoffe mit erhöhter Beständigkeit gegenüber zyklischer Thermoschockbelastung, wobei die Fähigkeit des Materials zur Selbstheilung im Vordergrund steht. Als Matrixmaterial soll bei der Fortsetzung des Projektes Al2O3-reicher Magnesiumaluminatspinell verwendet werden. Als für die Verbesserung der Temperaturwechselbeständigkeit wirksame Zweitphase wird Aluminiumtitanat eingebracht, dessen Bildung und Zersetzung beim Aufheizen bzw. Abkühlen mit einer Volumenänderung verbunden ist. Die Formgebung erfolgt mittels Druckschlickergusses. Die Eigenschaften des Feuerfestmaterials sollen mit dem Gefüge korreliert werden, das durch einen in Auswertung computertomographischer bzw. rasterelektronenmikroskopischer Aufnahmen ermittelten Ordnungsparameter beschrieben wird. Über Impulsanregungsmessungen wird der Elastizitätsmodul als Funktion der Temperatur im Bereich bis 1600 °C bestimmt. Die Dehnung bzw. Schwindung bei der Bildung und Zersetzung der Zweitphase wird in einer speziellen Apparatur erfasst. In Thermoschockexperimenten werden die Restfestigkeiten und der E-Modul als Funktion der Thermoschockzyklen ermittelt. Die Zersetzung und Neubildung der wirksamen Phase soll mittels EBSD im Rasterelektronenmikroskop sowie über Röntgenbeugung untersucht werden. Außerdem ist eine in-situ-Beobachtung der Gefügeänderung im atmosphärischen Rasterelektronenmikroskop mit integrierter Heizbank vorgesehen.